República Bolivariana de Venezuela

Ministerio del Poder Popular para la Educación Universitaria

Instituto Universitario de Tecnología del Oeste “Mariscal Sucre”

Programa Nacional de Formación en Ingeniería Eléctrica

Cátedra: Sistemas Eléctricos de Potencia II

Profesor: Juan Almirail

Sección: 5021

SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIA REFINERÍA PDVSA PUERTO LA CRUZ (PROYECTO VALCOR)

Integrantes:

Alejandro Girón C.I.: V- 11.414.164

León Bocanegra C.I.: V-14.500.736

Ronels Méndez C.I.: V- 12.377.854

Trino Flores C.I.: V- 9.488.368

Vicente Martínez C.I.: V- 12.640.950

Williams Cottua C.I.: V- 6.948.823

Caracas, 04 de Febrero de 2.011.

SISTEMA ELÉCTRICO DE POTENCIAREFINERÍA PDVSA PUERTO LA CRUZ

(PROYECTO VALCOR)

En la subestación eléctrica de la refinería de Puerto La Cruz se

tienen a la entrada dos (02) transformadores de potencia, identificados

como XFR-53-7A01 y XFR-53-7A02 con las siguientes características,

230KV/34.5KV, OA, FA, FOA, con 55/73/88 MVA y Z=10%, conexión

estrella - estrella con delta terciario; diga:

1. ¿Qué significan OA, FA, FOA, con relación a las potencias 55/73/88

MVA?

OA, FA, FOA, significa el tipo de enfriamiento del transformador:

OA: Es la llamada refrigeración natural. El calor es transportado por

radiación y convección por el aire que rodea las superficies externas

de la cuba. Esta puede estar lisa u ondulada para aumentar la

refrigeración, o bien provista de radiadores para alcanzar un efecto

refrigerante mayor.

FA: En este tipo de transformador la convección se hace más eficaz

por medio de aire forzado, a través de la adicción de ventiladores.

FOA: Transformador sumergidos en aceite, con enfriamiento por

aceite forzado con enfriadores de aire forzado. El aceite de estos

transformadores es enfriado al hacerlo pasar por cambiadores de

calor o radiadores de aire y aceite colocados fuera del tanque. Su

diseño está destinado a usarse únicamente con los ventiladores y

las bombas de aceite trabajando continuamente.

Es de hacer notar que el tipo de enfriamiento, esta estrechamente

ligado a la potencias de disipación del transformador; para el sistema en

estudio:

OA para potencia de 55 MVA.

FA para potencia de 73 MVA.

FOA para potencia de 88 MVA.

2. Explique en el transformador XFR-53-5B01 de 34.5KV/4.16KV

(15/20MVA). ¿Qué significa la conexión Dyn5 y para que me sirve?

La conexión Dyn5, es la designación del grupo vectorial o fasorial del

transformador y significa:

D: Las bobinas del primario están conectadas en delta "Δ".

y: Las bobinas del secundario están conectadas en estrella "Y".

n: El secundario tiene el cuarto conductor (neutro).

5: El desfase en grados eléctricos entre el primario y el secundario,

en este caso es de 150 grados eléctricos.

Estos arreglos permiten trabajar con los fasores o grupo de vectores

a conveniencia de nuestro arreglo, así se puede jugar con el diagrama

fasorial según nuestra utilidad.

Designación simbólica de las conexiones

La conexión de los devanados trifásicos se designa con las letras

Y, D y Z para los devanados de alta tensión e y, d, z para los de baja

tensión. Si el punto neutro de los devanados en estrella o en zigzag es

accesible para su conexión, las designaciones se convierten en YN o ZN

e yn o zn.

 

Acoplamiento de transformadores

De una manera general para el correcto funcionamiento de dos

transformadores trifásicos acoplados en paralelo se han de cumplir las

siguientes condiciones:

Igualdad de relación de transformación.

Igualdad de tensión de cortocircuito.

Igualdad de índice horario.

Igualdad de potencia.

Índices de conexión

3. Explique en la conexión del transformador XFR-53-5B06;

34.5KV/13.8KV (20MVA). ¿Qué significa Z=4, 675%?

Z=4, 675%, es la impedancia característica del transformador, dato

importante para acoplar, o adquirir un transformador, porque con el mismo

se puede jugar con los niveles de cortocircuito, utilizando a veces el

transformador como acoplador de impedancia.

4. El transformador XFR-53-3C02 (4.16KV/0.48KV) alimenta a través

de un ducto de barras (BD-53-2C02) una barra con las siguientes

especificaciones: 480V, 4000A, 3PH, 4W, 60HZ, 65KA, SYM.

Explique el significado de cada uno de los términos.

A continuación se muestra el significado de cada uno de los términos

presentes en la barra:

480V= Nivel de tensión de la barra.

4000A= Capacidad de corriente manejada por la barra.

3PH= Sistema trifásico.

4W= Número de barras.

60HZ= Frecuencia de operación.

65KA= Nivel de cortocircuito.

SYM= Nivel de cortocircuito simétrico.

5. Al lado de la subestación de la refinería PLC-PDVSA, se encuentra

una planta eléctrica formada por tres (3) turbogeneradores, G6, G7 y

G8, los cuales alimentan una barra con las siguientes

características: 13.8KV, 2000A, 3PH, 3W, 60HZ, 750MVA, SYM.

Explique: ¿Qué significan cada una de estas variables?

 

A continuación se muestra el significado de cada una de las

variables presentes en la barra:

13.8KV= Nivel de tensión de la barra.

2000A= Capacidad de corriente manejada por la barra.

3PH= Sistema trifásico.

3W= Número de barras.

60HZ= Frecuencia de operación.

750MA= Nivel de cortocircuito.

SYM= Nivel de cortocircuito simétrico.

6. El transformador XFR-53-7A02, con cambiador de tomas automático

bajo carga, con conexión estrella-estrella con delta terciario, cuyo

secundario a 34.5KV presenta su arrollado en estrella puesto a tierra

a través de una impedancia con especificaciones de 400 A y 10 Seg.

Explique: ¿Qué significado tienen estos dos valores como limitantes

de la corriente de cortocircuito?

Estos valores significan la capacidad de la resistencia limitadora de

corriente de 400 A por un tiempo 10 Seg.

7. Si quisiéramos proteger con un interruptor el motor de inducción

alimentado en una tensión de 13.8KV, e identificado como G-2002.

¿Cuál debería de ser el valor mínimo del nivel de cortocircuito para

ese interruptor?

 

De colocarse un interruptor, en primer lugar debe saberse cuál es la

potencia del motor, y en el plano esto no se indica; por experiencia un

motor alimentado con esta tensión debería estar entre 10.000 a 15.000

Hp, donde la protección a utilizar seria de 12KA a 19.6 KA simétricos.

8. El transformador XFR-53-7A02 está protegido en su secundario o

lado de baja, por el interruptor de potencia 52-B, de 2000A, y en el

lado de alta por el interruptor IS-53-7A02, el cual esta encapsulado

en SF6 (Hexafloruro de Azufre), ver simbología. Explique las

ventajas de esta tecnología en la extinción del arco eléctrico con

respecto a otros interruptores de potencia.

 

Es una normativa de PDVSA e internacional, que todo sistema a

partir de 34.5KV, utilice SF6 para la ruptura de los arcos eléctrico dentro

de un interruptor.

Se aplica el mismo principio que en los interruptores automáticos,

con el SF6 como el medio en vez del aire. En el interruptor automático de

SF6, el movimiento de los contactos comprime el gas y fuerza que fluya a

través de un orificio en la cercanía del arco. Este tipo de interruptor

automático de SF6 ha sido desarrollado para sistemas de transmisión

EHV (extra alta tensión).

TABLA COMPARATIVA TECNOLOGÍA SF6 VS. VACIÓ

SF6 Vacio

Utiliza la conductividad del gas

ionizado para mantener el

arco eléctrico.

El gas ionizado es altamente

dieléctrico.

Cada apertura degrada el gas.

Se utiliza entre niveles de

tensión de 36KV a 69KV.

Utiliza vapor metálico para

mantener el arco eléctrico.

El plasma creado por el vapor

metálico es de rápida

recuperación.

Cada apertura desgasta los

contactos.

Se utiliza entre niveles de

tención de 2,4KV y 36 KV.

9. ¿Cuál es el nivel de cortocircuito en la barra PDC-53-2D01?

 

La información presentada en la barra es 480V, 4000A, 3PH, 4W,

60Hz, 65KA, SYM, lo cual indica que el nivel de cortocircuito en la barra

es de 65.000 A simétricos.

10. Tome el transformador XFR-53-7A01 como base del sistema y

exprese el sistema en "por unidad".

REFERENCIAS

http://www.mitecnologico.com/iem/Main/

TiposDeEnfriamientoEnTransformadores

http://www.docentes.utonet.edu.bo/aquirogaf/wp-content/uploads/

Cap_1_Introduccion_tranformadores.pdf

http://www.ingeborda.com/biblioteca/Biblioteca%20Internet/

Catalogos%20de%20Fabricantes/Materiales%20Electricos/Schneider/

Cuadernos%20Tecnicos%20CT/CT171.pdf

http://www.construnario.com/diccionario/swf/27151/

@@@@@@Distribuci%C3%B3n%20el%C3%A9ctrica%20en%20Media

%20Tensi%C3%B3n/General%20Media%20Tensi%C3%B3n/Cat

%C3%A1logo%20SF6.pdf

http://library.abb.com/GLOBAL/SCOT/scot271.nsf/VerityDisplay/

3459246004E03292C1256DDD00346E62/$File/26-34%20M564%20-

%20SPA.pdf

http://www.tuveras.com/et/et.htm

http://patricioconcha.ubb.cl/eleduc/public_www/capitulo1/

transformadores.html

http://www.legrand.cl/inter/liblocal/catalogo%20pdf/Ductos%2086-

95.pdf

ANEXO 1

Diagrama unifilar de sistema eléctrico de potencia de la refinería de Puerto La Cruz, proyecto VALCOR,

subestación eléctrica y planta de turbo-generación.

ANEXO 2

ANEXO 3

ANEXO 4

ANEXO 5

ANEXO 6

ANEXO 7